4力的合成全国优秀课堂实录

4　力的合成　 高中物理       人教2003课标版

1.能从力的作用效果上理解共点力、合力、分力、力的合成的概念。

2.知道合力大小与分力大小之间的关系；知道合力的大小与两分力间夹角的关系。

3. 能够通过实验归纳出力的合成遵循平行四边形定则。掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。树立等效观点，形成等效思想。

4.会用作图法进行力的合成。并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

在此之前，学生已学习了力的基本概念、力的图示和三种常见力，为过渡到本节的学习起了铺垫作用。但本节内容又是学生在初中从未接触过的全新内容，等效观点、合成观点，学生都会感到别扭。矢量概念是高中物理教学中引进的重要概念之一，是初中知识的扩展和深化，在初中，学生学习了同一直线上力的合成。“代数和”的运算在头脑中已成定势，造成学生思维断层。

我所任教的班级为重点校的重点班，学生基础较好，各方面能力较强，能正确使用基本仪器如弹簧秤、刻度尺以及微机等。

这节课前接三种常见力，后启力的分解和力学的一些重要规律。力的合成是矢量合成的基本法则，是解决物理问题的基础和工具。“平行四边形定则”贯穿在高中物理的全过程中，具有基础性和预备性，为学习牛二律、电场、磁场等矢量运算奠定了基础。本节课所涉及的等效替代思想也贯穿在以后的学习过程中。

重点：（1）理解合力与分力的关系

      （2）力的平行四边形定则的探索应用

教学中通过加强图解法和计算法的练习突出重点。

难点：1、平行四边形定则的探索、应用。（因为学生习惯于代数运算，产生思维定势，所以对矢量运算特别不习惯，不易接受。）

2、在作用效果相同的基础上理解合力与分力的关系。（学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏，不容易理解）。

观察和实验是学生认识物理世界，获取物理知识的重要途径。物理是以实验为基础的科学，离开实验物理就成为无源之水。教学中利用实验突破难点。

矢量合成是重点也是难点，如何突破思维定势，是本节课成败的关键。要让学生心悦诚服地接受平行四边形定则，增加学生的感性认识，发展学生的感知能力，就要让学生亲自实验探索，这是突破重点和难点的关键。

基于本节课的内容比较抽象，但是用实验的方法就很容易进行归纳，本着“以观察和实验为基础”的原则，我采用的教学方法是：综合教学法（集多媒体视图教学、实验归纳法等多种方法），以增强学生的感性认识为突破口，有机地融合各种教法于一体。引导学生动手、动口、动脑，积极参与教学过程，变被动地接受知识为主动探索新知识，满足学生成为“发现者”的愿望，激发成就感。让学生通过“猜测、实验、归纳、总结”的完整过程，自己得出“平行四边形定则”。做到步步有序，环环相扣。培养学生的实验能力和严谨认真团结协作的科学态度，并且知道怎样恰当的运用误差的观点来处理数据以提高探索研究及创新能力，有效地为突破教材重点、难点服务。再通过例题讲解和练习强化有意注意。

需要使用包括微机、课件、实物投影仪、学生实验器材在内的多种媒体。

   初、高中学习方法差异很大，力的合成又是高中物理一个崭新的内容。为了适应高一学生的认识和思维发展水平，取得好的教学效果，还要对学生进行方法指导，帮助学生胜利实现由学会到会学的转变。

教学中我将在以下几方面加以注意：

1、教给学生科学观察、实验、分析、归纳的方法，发挥实验效益，如怎样显示作用效果相同，怎样确定力的方向。

2、教给学生处理实验结果并得出结论的方法，如画合力与分力关系的图示。

3、给学生做好作图法解题的示范。

教师活动：创设情景，引入课题

主要语言及使用媒体：“世界大力士”比赛（多人拉，一人拉）、两人提桶等情景图片

学生活动：观察、思考，描述合力与分力的关系

教师设疑：在现实生活中我们还遇到过哪些这样的事例呢？它们的共性是什么？

学生思考、举例、讨论。

设计意图：实例来自身边，激发学生学习兴趣及对生活的热爱，体会等效观点。从生活现象入手，借助“世界大力士”比赛（多人拉，一人拉）等情景图片，设疑引导学生观察、思考、归纳这些图片的共性以及在现实生活中遇到过的类似事例，突出等效替代的思想。在此基础上引出合力与力的合成的概念可以说水到渠成。把生活搬入课堂，让学生感悟到物理与自然，物理与生活的紧密联系。使学生利用已有知识与经验，产生强烈的问题意识，紧张地沉思，期待寻找理由和证明过程，这样获取的知识，不但易于保持，而且易于迁移到陌生的问题情境中。

由实例出发明确相关概念。

实例来自身边，容易引起共鸣，可以很好地帮助理解合力与分力的等效替代关系。

教师活动：创设问题情境，由浅入深逐渐导入明确目的鼓励猜想引导设计。

主要语言与媒体使用：

设问1：已知：在一条直线上的两个力F₁=5N， F₂=3N，求它们在以下两种情况下的合力①同向  ②反向 （学生可以很容易地说出结果。）

设问2 ：除了用代数法，还有其它方法表示上述合成过程吗？

引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在学生提出可以用力的图示表示后，共同作出同一直线上力的图示。大屏幕投影。

设问3：不在一条直线上的两个力的合力，能直接用代数方法加减吗？（稍停顿）请同学们借助弹簧秤和重锤阐述你的观点。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

媒体使用：学生设计先用一只弹簧秤沿竖直方向拉住一个重物，再用两只弹簧秤成一定夹角地拉住同一物体，不断改变夹角，观察弹簧秤的示数。得出“互成角度的两个力的合成不能简单地利用代数方法相加减”。

设问4：那这样的两个力与它们的合力之间又有什么样的规律呢？

师生活动：学生独立猜想各种结果，教师适当引导，引导学生思考说出实验中如何体现合力与分力的等效替代关系（用一个力拉橡皮筋或弹簧秤，记录力的大小和方向；再用两个力沿不同方向拉，记录两力的大小和方向）。学生利用所选器材，自行设计探究方案后交流讨论，完善自己的设计。思考、演示、设计、讨论。

设计意图：引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

把问题作为教学的出发点，创设问题情景，从而引起学生的定向注意，激发学生的学习兴趣和求知欲，为发现新知识创设一个最佳的心理和认知环境。

教师活动：巡视，了解学生设计进度，给予适当帮助。

主要语言及使用媒体：利用所选器材，自行设计探究方案。大屏幕给出探究实验的要素：画出设计方案示意图，确定选用实验器材，明确实验原理，思考探究实验操作过程。

学生活动：设计预案 。

设计意图：通过实验的设计深入理解合力与分力的等效替代关系，体会探究实验的前期准备要点。

教师活动：组织全班合作，完善设计。

主要语言及使用媒体：组织小组设计方案的交流，各小组选派发言人介绍自己所在组的设计思想，对不同意见进行商讨，完善实验设计。

学生活动：认真倾听，积极思考，互相讨论。

设计意图：博众家之长，通过讨论让学生体会到集体智慧的伟大力量。

教师活动：创设问题情境，由浅入深逐渐导入明确目的鼓励猜想引导设计。

主要语言与媒体使用：

设问1：已知：在一条直线上的两个力F₁=5N， F₂=3N，求它们在以下两种情况下的合力①同向  ②反向 （学生可以很容易地说出结果。）

设问2 ：除了用代数法，还有其它方法表示上述合成过程吗？

引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在学生提出可以用力的图示表示后，共同作出同一直线上力的图示。大屏幕投影。

设问3：不在一条直线上的两个力的合力，能直接用代数方法加减吗？（稍停顿）请同学们借助弹簧秤和重锤阐述你的观点。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

媒体使用：学生设计先用一只弹簧秤沿竖直方向拉住一个重物，再用两只弹簧秤成一定夹角地拉住同一物体，不断改变夹角，观察弹簧秤的示数。得出“互成角度的两个力的合成不能简单地利用代数方法相加减”。

设问4：那这样的两个力与它们的合力之间又有什么样的规律呢？

师生活动：学生独立猜想各种结果，教师适当引导，引导学生思考说出实验中如何体现合力与分力的等效替代关系（用一个力拉橡皮筋或弹簧秤，记录力的大小和方向；再用两个力沿不同方向拉，记录两力的大小和方向）。学生利用所选器材，自行设计探究方案后交流讨论，完善自己的设计。思考、演示、设计、讨论。

设计意图：引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

把问题作为教学的出发点，创设问题情景，从而引起学生的定向注意，激发学生的学习兴趣和求知欲，为发现新知识创设一个最佳的心理和认知环境。

教师活动：巡视，了解学生设计进度，给予适当帮助。

主要语言及使用媒体：利用所选器材，自行设计探究方案。大屏幕给出探究实验的要素：画出设计方案示意图，确定选用实验器材，明确实验原理，思考探究实验操作过程。

学生活动：设计预案 。

设计意图：通过实验的设计深入理解合力与分力的等效替代关系，体会探究实验的前期准备要点。

教师活动：组织全班合作，完善设计。

主要语言及使用媒体：组织小组设计方案的交流，各小组选派发言人介绍自己所在组的设计思想，对不同意见进行商讨，完善实验设计。

学生活动：认真倾听，积极思考，互相讨论。

设计意图：博众家之长，通过讨论让学生体会到集体智慧的伟大力量。

教师活动：组织分组探究，巡视，给予必要帮助。

主要语言及使用媒体：全体同学动手进行实验的具体操作，探究力的合成的方法。

学生活动：分组合作探究。

设计意图：在实际探究中体会合力与分力的关系，开拓探究思路。

教师活动：组织交流探究结果，引导分析实验数据，得出结论。

主要语言及使用媒体：各组展示自己的探究成果：设计思想、操作步骤、投影所画的力的图示以及得出的结论。将各组学生画的图同时投影出来，引导学生仔细观察共性，引导连接各力的端点，学生根据自己的实验结果用尺规作出平行四边形，投影学生画的图。在此要说明实验误差的存在及产生误差的原因，然后总结得出力的平行四边形定则的内容。

设问：当分力F₁、F₂大小一定时，合力F的大小是一定的吗？为什么？

学生回答并说明与两力的夹角有关。

课件演示并板书：1.分力大小一定，夹角越大合力越小

2.合力的取值范围│F₁-F₂│≤F≤F₁+F₂

学生活动：思考讨论，总结规律。

设计意图：培养学生抽象和概括的能力。

主要语言及使用媒体：力F₁=45N，方向水平向右，力F₂=60N，方向竖直向上，这两个力均作用在同一物体的同一点上，求这两个力的合力F的大小和方向。教师强调作图的规范性及基本步骤。

教师活动：板演解题方法。

学生活动：认真观察，仔细体会解题的规范性。

设计意图：突出本节课重点，培养学生应用知识的能力，培养良好的学习习惯，培养学生解决问题的能力。

教师活动：投影学生分析过程，及时评价鼓励。

主要语言及使用媒体：教材第2题，先独立完成再投影交流解题过程

学生活动：模仿练习，自我评价

设计意图：在应用中加深对知识的理解，培养学生应用知识的能力。

教师活动：掌握深度适度拓展

主要语言及使用媒体：一般情况下物体都受到多个力作用，如何求这些力的合力？先让学生思考提出自己的观点，再用课件演示：先求出任意两个力的合力，再用这个合力跟第三个力合成，直到把所有的力都合成进去。

学生活动：思考、讨论。

设计意图：由两个力合成扩展到多个力合成，培养学生发散思维能力和创新能力。

教师活动：指导学生归纳。

主要语言及使用媒体：先由学生对本节课学到的知识、方法进行小结，教师补充并对重点地方加以强调：1.回顾探究过程2.平行四边形定则的内容。3.平行四边形定则是矢量合成的法则。

力的合成符合平行四边形定则，在我们学过的物理量中还有哪些也符合这个规律呢？

学生活动：归纳本节课学到的知识与方法。回忆所学矢量。

设计意图：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。训练学生的发散思维。

教师活动：投影演示力的合成在实际中的应用。

主要语言及使用媒体：课件演示身边的力的合成实例，如拉弓射箭等。实际生活中还有很多类似的实例，请同学们多留心观察去寻找。

学生活动： 举例。

设计意图：理论联系实际，激发学生爱科学、学科学、用科学的热情。

（1）还有没有更好的方案来验证力的合成的平行四边形定则？

（2）自做合力随着分力的方向变化而变化的演示教具

4　力的合成　

4　力的合成　

教师活动：创设情景，引入课题

主要语言及使用媒体：“世界大力士”比赛（多人拉，一人拉）、两人提桶等情景图片

学生活动：观察、思考，描述合力与分力的关系

教师设疑：在现实生活中我们还遇到过哪些这样的事例呢？它们的共性是什么？

学生思考、举例、讨论。

设计意图：实例来自身边，激发学生学习兴趣及对生活的热爱，体会等效观点。从生活现象入手，借助“世界大力士”比赛（多人拉，一人拉）等情景图片，设疑引导学生观察、思考、归纳这些图片的共性以及在现实生活中遇到过的类似事例，突出等效替代的思想。在此基础上引出合力与力的合成的概念可以说水到渠成。把生活搬入课堂，让学生感悟到物理与自然，物理与生活的紧密联系。使学生利用已有知识与经验，产生强烈的问题意识，紧张地沉思，期待寻找理由和证明过程，这样获取的知识，不但易于保持，而且易于迁移到陌生的问题情境中。

由实例出发明确相关概念。

实例来自身边，容易引起共鸣，可以很好地帮助理解合力与分力的等效替代关系。

教师活动：创设问题情境，由浅入深逐渐导入明确目的鼓励猜想引导设计。

主要语言与媒体使用：

设问1：已知：在一条直线上的两个力F₁=5N， F₂=3N，求它们在以下两种情况下的合力①同向  ②反向 （学生可以很容易地说出结果。）

设问2 ：除了用代数法，还有其它方法表示上述合成过程吗？

引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在学生提出可以用力的图示表示后，共同作出同一直线上力的图示。大屏幕投影。

设问3：不在一条直线上的两个力的合力，能直接用代数方法加减吗？（稍停顿）请同学们借助弹簧秤和重锤阐述你的观点。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

媒体使用：学生设计先用一只弹簧秤沿竖直方向拉住一个重物，再用两只弹簧秤成一定夹角地拉住同一物体，不断改变夹角，观察弹簧秤的示数。得出“互成角度的两个力的合成不能简单地利用代数方法相加减”。

设问4：那这样的两个力与它们的合力之间又有什么样的规律呢？

师生活动：学生独立猜想各种结果，教师适当引导，引导学生思考说出实验中如何体现合力与分力的等效替代关系（用一个力拉橡皮筋或弹簧秤，记录力的大小和方向；再用两个力沿不同方向拉，记录两力的大小和方向）。学生利用所选器材，自行设计探究方案后交流讨论，完善自己的设计。思考、演示、设计、讨论。

设计意图：引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

把问题作为教学的出发点，创设问题情景，从而引起学生的定向注意，激发学生的学习兴趣和求知欲，为发现新知识创设一个最佳的心理和认知环境。

教师活动：巡视，了解学生设计进度，给予适当帮助。

主要语言及使用媒体：利用所选器材，自行设计探究方案。大屏幕给出探究实验的要素：画出设计方案示意图，确定选用实验器材，明确实验原理，思考探究实验操作过程。

学生活动：设计预案 。

设计意图：通过实验的设计深入理解合力与分力的等效替代关系，体会探究实验的前期准备要点。

教师活动：组织全班合作，完善设计。

主要语言及使用媒体：组织小组设计方案的交流，各小组选派发言人介绍自己所在组的设计思想，对不同意见进行商讨，完善实验设计。

学生活动：认真倾听，积极思考，互相讨论。

设计意图：博众家之长，通过讨论让学生体会到集体智慧的伟大力量。

教师活动：创设问题情境，由浅入深逐渐导入明确目的鼓励猜想引导设计。

主要语言与媒体使用：

设问1：已知：在一条直线上的两个力F₁=5N， F₂=3N，求它们在以下两种情况下的合力①同向  ②反向 （学生可以很容易地说出结果。）

设问2 ：除了用代数法，还有其它方法表示上述合成过程吗？

引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在学生提出可以用力的图示表示后，共同作出同一直线上力的图示。大屏幕投影。

设问3：不在一条直线上的两个力的合力，能直接用代数方法加减吗？（稍停顿）请同学们借助弹簧秤和重锤阐述你的观点。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

媒体使用：学生设计先用一只弹簧秤沿竖直方向拉住一个重物，再用两只弹簧秤成一定夹角地拉住同一物体，不断改变夹角，观察弹簧秤的示数。得出“互成角度的两个力的合成不能简单地利用代数方法相加减”。

设问4：那这样的两个力与它们的合力之间又有什么样的规律呢？

师生活动：学生独立猜想各种结果，教师适当引导，引导学生思考说出实验中如何体现合力与分力的等效替代关系（用一个力拉橡皮筋或弹簧秤，记录力的大小和方向；再用两个力沿不同方向拉，记录两力的大小和方向）。学生利用所选器材，自行设计探究方案后交流讨论，完善自己的设计。思考、演示、设计、讨论。

设计意图：引导学生用图示法表示力，为探究平行四边形定则作准备。

在初中基础上举例，借助常用仪器。引入自然，减小学生接受的难度。

把问题作为教学的出发点，创设问题情景，从而引起学生的定向注意，激发学生的学习兴趣和求知欲，为发现新知识创设一个最佳的心理和认知环境。

教师活动：巡视，了解学生设计进度，给予适当帮助。

主要语言及使用媒体：利用所选器材，自行设计探究方案。大屏幕给出探究实验的要素：画出设计方案示意图，确定选用实验器材，明确实验原理，思考探究实验操作过程。

学生活动：设计预案 。

设计意图：通过实验的设计深入理解合力与分力的等效替代关系，体会探究实验的前期准备要点。

教师活动：组织全班合作，完善设计。

主要语言及使用媒体：组织小组设计方案的交流，各小组选派发言人介绍自己所在组的设计思想，对不同意见进行商讨，完善实验设计。

学生活动：认真倾听，积极思考，互相讨论。

设计意图：博众家之长，通过讨论让学生体会到集体智慧的伟大力量。

教师活动：组织分组探究，巡视，给予必要帮助。

主要语言及使用媒体：全体同学动手进行实验的具体操作，探究力的合成的方法。

学生活动：分组合作探究。

设计意图：在实际探究中体会合力与分力的关系，开拓探究思路。

教师活动：组织交流探究结果，引导分析实验数据，得出结论。

主要语言及使用媒体：各组展示自己的探究成果：设计思想、操作步骤、投影所画的力的图示以及得出的结论。将各组学生画的图同时投影出来，引导学生仔细观察共性，引导连接各力的端点，学生根据自己的实验结果用尺规作出平行四边形，投影学生画的图。在此要说明实验误差的存在及产生误差的原因，然后总结得出力的平行四边形定则的内容。

设问：当分力F₁、F₂大小一定时，合力F的大小是一定的吗？为什么？

学生回答并说明与两力的夹角有关。

课件演示并板书：1.分力大小一定，夹角越大合力越小

2.合力的取值范围│F₁-F₂│≤F≤F₁+F₂

学生活动：思考讨论，总结规律。

设计意图：培养学生抽象和概括的能力。

主要语言及使用媒体：力F₁=45N，方向水平向右，力F₂=60N，方向竖直向上，这两个力均作用在同一物体的同一点上，求这两个力的合力F的大小和方向。教师强调作图的规范性及基本步骤。

教师活动：板演解题方法。

学生活动：认真观察，仔细体会解题的规范性。

设计意图：突出本节课重点，培养学生应用知识的能力，培养良好的学习习惯，培养学生解决问题的能力。

教师活动：投影学生分析过程，及时评价鼓励。

主要语言及使用媒体：教材第2题，先独立完成再投影交流解题过程

学生活动：模仿练习，自我评价

设计意图：在应用中加深对知识的理解，培养学生应用知识的能力。

教师活动：掌握深度适度拓展

主要语言及使用媒体：一般情况下物体都受到多个力作用，如何求这些力的合力？先让学生思考提出自己的观点，再用课件演示：先求出任意两个力的合力，再用这个合力跟第三个力合成，直到把所有的力都合成进去。

学生活动：思考、讨论。

设计意图：由两个力合成扩展到多个力合成，培养学生发散思维能力和创新能力。

教师活动：指导学生归纳。

主要语言及使用媒体：先由学生对本节课学到的知识、方法进行小结，教师补充并对重点地方加以强调：1.回顾探究过程2.平行四边形定则的内容。3.平行四边形定则是矢量合成的法则。

力的合成符合平行四边形定则，在我们学过的物理量中还有哪些也符合这个规律呢？

学生活动：归纳本节课学到的知识与方法。回忆所学矢量。

设计意图：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。训练学生的发散思维。

教师活动：投影演示力的合成在实际中的应用。

主要语言及使用媒体：课件演示身边的力的合成实例，如拉弓射箭等。实际生活中还有很多类似的实例，请同学们多留心观察去寻找。

学生活动： 举例。

设计意图：理论联系实际，激发学生爱科学、学科学、用科学的热情。

（1）还有没有更好的方案来验证力的合成的平行四边形定则？

（2）自做合力随着分力的方向变化而变化的演示教具